侯精明，王俊珲*，同 玉，张兆安，郭敏鹏，苏 锋，高徐军

(1.西安理工大学 西北旱区生态水利国家重点实验室，陕西 西安 710048；2.中国电建集团 西北勘测设计研究院有限公司，陕西 西安 710065)

在全球气候变暖背景下，极端暴雨发生的频率和强度逐渐增加[1]，每年因极端暴雨洪涝灾害造成了巨大的人员伤亡和财产损失，严重制约经济社会的持续健康发展[2-3]。2016年汛期中国暴雨洪涝灾害频发，长江流域发生特大洪水，全国受灾人口达3 282万，直接经济损失约1 470亿元，与2000年以来同期均值相比，直接经济损失偏多51%[4]，水安全形式十分严峻。这就需要利用高精度数值模型研究洪水产生、演进及消退过程，为政府决策部门提供行之有效的科学依据[5]。

数值模型在预测地表水流动及相关过程中起着重要作用，其本质是对非线性微分方程组进行求解，其核心在于解的离散。解的离散程度会产生奇异性的解，奇异性使数值模拟受到阻碍。而网格的生成主导解的离散过程，因此一个高质量的计算网格对模型的模拟精度和计算效率和有着很大的影响。目前，通常使用两种网格对计算域进行离散，即结构网格与非结构网格。非结构网格在处理复杂边界问题时具有明显的优势，但非结构化网格关联的数据结构更复杂，控制方程的离散化更麻烦[6]。结构化网格结构简单，数值实现方便，且计算精度更高，已被众多浅水水流模型采用[7-8]。

然而，在实际的洪水模拟过程中，计算域内往往包含地形变化显著的狭窄河道区域及面积广阔的泛洪区[9]，且模拟通常涉及较大的研究区域。……